（江苏专用）高考物理总复习 课时跟踪检测（四十一）原子结构和原子核-人教版高三物理试题

课时跟踪检测(四十一)原子结构和原子核一、单项选择题1．(2012·天津高考)下列说法正确的是()A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量2．(2012·北京高考)一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子()A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少3．(2013·重庆高考)铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→a＋b＋2eq\o\al(1,0)n，则a＋b可能是()A.eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(93,36)Kr B.eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)KrC.eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(93,38)Sr D.eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr4．(2014·江西重点中学联考)如图1所示，氢原子在下列各能级间跃迁：(1)从n＝2到n＝1；(2)从n＝5到n＝3；(3)从n＝4到n＝2。在跃迁过程中辐射的电磁波的波长分别用λ1、λ2、λ3表示。波长λ1、λ2、λ3大小的顺序是()图1A．λ1<λ2<λ3 B．λ1<λ3<λ2C．λ3<λ2<λ1 D．λ2＝λ3<λ15．(2013·上海高考)在一个eq\o\al(238,92)U原子核衰变为一个eq\o\al(206,82)Pb原子核的过程中，发生β衰变的次数为()A．6次 B．10次C．22次 D．32次6．(2014·常州检测)红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光。铬离子的能级如图2所示，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出波长为λ1的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受激发跃迁到E3，然后自发跃迁到E2，释放波长为λ2的光子，处于亚稳态E2的离了跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长λ为()图2A.eq\f(λ1λ2,λ2－λ1) B.eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)C.eq\f(λ1－λ2,λ1λ2) D.eq\f(λ2－λ1,λ1λ2)二、多项选择题7．下列说法正确的是()A．发现中子的核反应方程是eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)nB．20个eq\o\al(238,92)U的原子核经过两个半衰期后剩下5个eq\o\al(238,92)UC.eq\o\al(235,92)U在中子轰击下生成eq\o\al(94,38)Sr和eq\o\al(140,54)Xe的过程中，原子核中的平均核子质量变小D．原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射出一定频率的光子8.eq\o\al(238,92)U放射性衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成eq\o\al(210,83)Bi，而eq\o\al(210,83)Bi可以经一次衰变变成eq\o\al(210,a)X(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成eq\o\al(b,81)Ti，eq\o\al(210,a)X和eq\o\al(b,81)Ti最后都变成eq\o\al(206,82)Pb，衰变路径如图3所示。可知图中()图3A．a＝82，b＝206B．a＝84，b＝206C．①是β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子和电子而生成的D．②是α衰变，放出的是正电子，正电子是由质子转变成中子和一个正电子而生成的9．下列说法正确的是()A．核电站造成的污染远小于相等发电能力的火电站B．原子反应堆主要由原子燃料、慢化剂、冷却系统和控制调节系统组成C．铀块的体积对产生链式反应无影响D．重核裂变释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少10．下列说法正确的是()A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径不是任意的B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小三、非选择题11．(2014·徐州三模)自然界里放射性核素并非一次衰变就达到稳定，而是发生一系列连续的衰变，直到稳定的核素而终止，这就是“级联衰变”。某个钍系的级联衰变过程如图4(N轴表示中子数，Z轴表示质子数)，图中Pb→Bi的衰变是________衰变，总共发生________次α衰变。图412．(2014·南通三模)2013年3月14日，欧洲核子研究中心的物理学家宣布，他们利用强子(质子)对撞机发现了粒子物理标准模型所预言的希格斯粒子，它可用来解释粒子获得质量的机制。希格斯与恩格勒因此获得2013年度的诺贝尔物理学奖。希格斯粒子的能量约为125GeV(1GeV＝109eV)，与之对应的质量约为________kg(结果保留一位有效数字)。若对撞机中高速运动的质子的速度为v，质量为m，普朗克常量为h，则该质子的物质波波长为________。13．室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡。氡存在于建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中。氡看不到，嗅不到，即使在氡浓度很高的环境里，人们对它也毫无感觉。氡进入人的呼吸系统能诱发肺癌，是除吸烟外导致肺癌的第二大因素。静止的氡核eq\o\al(222,86)Rn放出某种粒子X后变成钋核eq\o\al(218,84)Po，粒子X的动能为Ek1，若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子X的动能。试回答以下问题：(1)写出上述衰变的核反应方程(请用物理学上规定的符号表示粒子X)；(2)求钋核的动能Ek2。答案1．选B采用物理和化学方法不能改变放射性元素的半衰期，选项A错误；由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，选项B正确；从高空对地面进行遥感摄影利用的是红外线，选项C错误；原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，选项D错误。2．选B氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，能量减少，故选项B正确，选项A、C、D错误。3．选D本题考查核反应方程，意在考查考生对基础知识的掌握情况。核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，通过核反应前后的质量数和电荷数相等不难得出A、B、C错误；D项正确。4．选B设从n＝2到n＝1、从n＝5到n＝3和从n＝4到n＝2在跃迁过程中辐射光子的能量分别为E1、E2、E3，则E1＝10.2eV，E2＝0.97eV，E3＝2.55eV，即E1>E3>E2，由E＝heq\f(c,λ)可知λ1<λ3<λ2，B正确。5．选A一个eq\o\al(238,92)U原子核衰变为一个eq\o\al(206,82)Pb原子核的过程中，发生α衰变的次数为(238－206)÷4＝8次，发生β衰变的次数为2×8－(92－82)＝6次，选项A正确。6．选A由eq\f(hc,λ1)＝eq\f(hc,λ2)＋eq\f(hc,λ)，解得λ＝eq\f(λ1λ2,λ2－λ1)，选项A正确。7．选AC发现中子的核反应方程是eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n，A正确。原子核的半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，所以B错误。eq\o\al(235,92)U在中子轰击下生成eq\o\al(94,38)Sr和eq\o\al(140,54)Xe的过程中，原子核中的平均核子质量变小，所以该反应过程会产生质量亏损，从而放出核能，C正确。原子从一种定态跃迁到另一种定态时，可能要辐射出一定频率的光子，也可能会吸收一定频率的光子，所以D错误。8．选BC衰变①的方程式为：eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(210,84)X＋eq\o\al(0,－1)e，为β衰变，放出电子，选项C正确；衰变②的方程式为：eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(206,81)Ti＋eq\o\al(4,2)He，为α衰变，选项A、D错误，B正确。9．选AB只要措施得当，核电站造成的污染很小，A正确；原子反应堆主要由原子燃料、慢化剂、冷却系统和控制调节系统组成，B正确；要引起链式反应，须使铀块体积超过临界体积，C错误；重核裂变的质量亏损远小于一个核子的质量，核子数不会减少，D错误。10．选AD由量子理论可知，原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是不连续的、不是任意的，选项A正确；利用γ射线的贯穿能力可以为金属探伤，但是γ射线对人体细胞伤害太大，因此不能用来人体透视，选项B错误；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的频率小于该金属的极限频率，说明该束光的波长太长，选项C错误；根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，选项D正确。11．解析：因为在衰变的过程中，横坐标不是多1，就是少2，知横坐标为电荷数，即质子数。纵坐标少2或少1，知纵坐标表示中子数。图中Pb→Bi的衰变质子数增加1，是β衰变，从Th→Po，质子数少8，中子数少16，则质量数少24，所以总共发生6次α衰变。答案：β612．解析：E＝125GeV＝125×109×1.6×10－19J＝mc2；解得：m＝eq\f(E,c2)＝eq\f(125×1.6×10－10,3×1082)kg＝2×10－25kg；由λ＝eq\f(h,p)得：λ＝eq\f(h,mv)。答案：2×10－25eq\f(h,mv)13．解析：(1)题述衰变的核反应方程为eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)Po＋eq\o\al(